(57)【要約】【課題】加工用主軸台２１に保持された工作物の端面位置の測定または工作物の位相の割出しに要する時間を短縮し、加工効率を向上することが可能な研削盤システムおよび研削方法を提供することを目的とする。【解決手段】加工用主軸台２１と砥石台３６と第一駆動手段とを有する加工部と、工作物の端面位置の測定または工作物の位相の割出しを行うプリセットステーション５０と、プリセットステーション５０から加工部へ工作物を搬送する搬送部と、研削加工の制御と工作物の端面位置の測定または工作物の位相の割出しとを同時に行う制御手段とを備える。【選択図】図２
2010105078.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸状からなる工作物を研削加工する研削盤システムであって、
前記工作物を保持し前記工作物を回転駆動する加工用主軸台と、砥石車を回転駆動し前記加工用主軸台に対して相対的に移動可能な砥石台と、前記加工用主軸台と前記砥石台を相対的に移動させる第一駆動手段と、を有する加工部と、
前記加工用主軸台に前記工作物を所定の状態に保持するためであると共に、前記加工用主軸台に前記所定の状態に保持された前記工作物を前記砥石車により研削加工するために、前記加工用主軸台による前記工作物の保持に先行して、前記工作物の端面位置の測定を行うプリセットステーションと、
前記プリセットステーションから前記加工部へ前記工作物を搬送する搬送部と、
前記砥石車による前記工作物の研削加工の制御と、前記プリセットステーションにおける前記工作物の端面位置の測定とを同時に行う制御手段と、
を備えることを特徴とする研削盤システム。
【請求項２】
請求項１において、
前記プリセットステーションは、前記工作物を保持するプリセット主軸台と、前記プリセット主軸台に保持された前記工作物の端面位置を測定する計測器と、前記計測器と前記工作物を相対的に移動させる第二駆動手段と、を有し、
前記制御手段は、前記計測器により測定された前記工作物の端面位置に基づいて前記砥石車による前記工作物の研削加工を制御することを特徴とする研削盤システム。
【請求項３】
請求項２において、
前記工作物は、ジャーナルとクランクピンとクランクウェブとを有するクランクシャフトであって、
前記計測器は、前記ジャーナルまたは前記クランクピンの両端に位置する前記クランクウェブの端面位置を測定することを特徴とする研削盤システム。
【請求項４】
請求項２または３において、
前記加工部は、前記プリセットステーションから搬送され前記加工用主軸台に保持された前記工作物について、前記プリセットステーションにおいて前記計測器が測定した端面位置のうち少なくとも一つの同一な端面の端面位置を測定する端面計測器を有し、
前記制御手段は、前記端面計測器により測定された前記工作物の端面位置に基づいて前記砥石車による前記工作物の研削加工を制御することを特徴とする研削盤システム。
【請求項５】
非真円または偏心の加工部位を有する軸状からなる工作物を研削加工する研削盤システムであって、
前記工作物を保持し前記工作物を回転駆動する加工用主軸台と、砥石車を回転駆動し前記加工用主軸台に対して相対的に移動可能な砥石台と、前記加工用主軸台と前記砥石台を相対的に移動させる第一駆動手段と、を有する加工部と、
前記加工用主軸台に前記工作物を所定の状態に保持するためであると共に、前記加工用主軸台に前記所定の状態に保持された前記工作物を前記砥石車により研削加工するために、前記加工用主軸台による前記工作物の保持に先行して、前記工作物の位相の割出しを行うプリセットステーションと、
前記プリセットステーションから前記加工部へ前記工作物を搬送する搬送部と、
前記砥石車による前記工作物の研削加工の制御と、前記プリセットステーションにおける前記工作物の位相の割出しとを同時に行う制御手段と、
を備えることを特徴とする研削盤システム。
【請求項６】
請求項５において、
前記プリセットステーションは、前記工作物を保持するプリセット主軸台と、前記プリセット主軸台に保持された状態の前記工作物の位相の割出しを行う位相割出し手段と、を有し、
前記制御手段は、前記位相割出し手段により割出された前記工作物の位相に基づいて前記砥石車による前記工作物の研削加工を制御することを特徴とする研削盤システム。
【請求項７】
請求項６において、
前記搬送部は、前記プリセットステーションと前記加工部との間において、前記工作物の位相を維持した状態で前記工作物を搬送可能であることを特徴とする研削盤システム。
【請求項８】
請求項７において、
前記加工部は、前記プリセットステーションから搬送され前記加工用主軸台に保持された前記工作物について、前記プリセットステーションにおいて前記計測器が測定した位相を測定する位相計測器を有し、
前記制御手段は、前記位相計測器により割出された前記工作物の位相に基づいて前記砥石車による前記工作物の研削加工を制御することを特徴とする研削盤システム。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項において、
前記加工用主軸台は、前記工作物の一端を保持する第一加工用保持部を有し、
前記プリセット主軸台は、前記第一加工用保持部に擬似的に形成され、前記工作物の一端を保持する第一プリセット用保持部を有することを特徴とする研削盤システム。
【請求項１０】
請求項９において、
前記加工部は、前記工作物の他端を保持する第二加工用保持部を有し、
前記プリセットステーションは、前記第二加工用保持部に擬似的に形成され、前記工作物の他端を保持する第二プリセット用保持部を有することを特徴とする研削盤システム。
【請求項１１】
請求項１０において、
前記第一加工用保持部および前記第一プリセット用保持部は、前記工作物の一端における前記工作物の回転軸を心押しするセンタであり、
前記第二加工用保持部および前記第二プリセット用保持部は、前記工作物の他端における前記工作物の回転軸を心押しするセンタであることを特徴とする研削盤システム。
【請求項１２】
請求項１０において、
前記第一加工用保持部と前記第二加工用保持部の少なくとも一方は、前記工作物の端部を把持するチャックであり、
前記第一プリセット用保持部と前記第二プリセット用保持部の少なくとも一方は、前記工作物の端部を把持するチャックであることを特徴とする研削盤システム。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項において、
前記加工部、前記プリセットステーションおよび前記搬送部は、研削盤の機内に配置されていることを特徴とする研削盤システム。
【請求項１４】
請求項１３において、
前記プリセットステーションは、前記加工用主軸台に保持された前記工作物の軸と、前記プリセット主軸台に保持された前記工作物の軸とが同一の鉛直平面上に位置するように配置され、
前記搬送部は、前記工作物を把持可能なローダハンドを有し、前記加工用主軸台に対して鉛直方向および前記加工用主軸台に保持された前記工作物の軸方向の２方向のみに移動可能なローダであることを特徴とする研削盤システム。
【請求項１５】
非真円または偏心の加工部位を有する軸状からなる工作物を研削加工する研削盤システムであって、
前記工作物を保持し前記工作物を回転駆動する加工用主軸台と、砥石車を回転駆動し前記加工用主軸台に対して相対的に移動可能な砥石台と、前記加工用主軸台と前記砥石台を相対的に移動させる第一駆動手段と、を有する加工部と、
前記加工用主軸台に前記工作物を所定の状態に保持するためであると共に、前記加工用主軸台に前記所定の状態に保持された前記工作物を前記砥石車により研削加工するために、前記加工用主軸台による前記工作物の保持に先行して、前記工作物の端面位置の測定および前記工作物の位相の割出しを行うプリセットステーションと、
前記プリセットステーションから前記加工部へ前記工作物を搬送する搬送部と、
前記砥石車による前記工作物の研削加工の制御と、前記プリセットステーションにおける前記工作物の端面位置の測定および前記工作物の位相の割出しとを同時に行う制御手段と、
を備えることを特徴とする研削盤システム。
【請求項１６】
軸状からなる工作物を研削加工する研削方法であって、
加工用主軸台に回転可能に保持された前記工作物に対して、砥石車を回転駆動する砥石台を相対的に移動させることで、前記工作物を研削加工する研削工程と、
前記加工用主軸台に前記工作物を所定の状態に保持するためであると共に、前記加工用主軸台に前記所定の状態に保持された前記工作物を研削加工するために、前記加工用主軸台による前記工作物の保持に先行して、プリセットステーションにおいて前記工作物の端面位置の測定を行う研削準備工程と、
前記プリセットステーションから前記加工用主軸台へ前記工作物を搬送する搬送工程と、
を備え、
前記研削工程と前記研削準備工程とを同時に行うことを特徴とする研削方法。
【請求項１７】
請求項１６において、
さらに、前記プリセットステーションから搬送され前記加工用主軸台に保持された前記工作物について、前記研削準備工程において測定した前記工作物の端面位置のうち少なくとも一つの同一な端面の端面位置を測定する補助測定工程を備え、
前記研削工程は、前記研削準備工程において測定された前記工作物の端面位置および前記補助測定工程において測定された前記工作物の端面位置に基づいて、前記砥石車による前記工作物を研削加工することを特徴とする研削方法。
【請求項１８】
非真円または偏心の加工部位を有する軸状からなる工作物を研削加工する研削方法であって、
加工用主軸台に回転可能に保持された前記工作物に対して、砥石車を回転駆動する砥石台を相対的に移動させることで、前記工作物を研削加工する研削工程と、
前記加工用主軸台に前記工作物を所定の状態に保持するためであると共に、前記加工用主軸台に前記所定の状態に保持された前記工作物を研削加工するために、前記加工用主軸台による前記工作物の保持に先行して、プリセットステーションにおいて前記工作物の位相の割出しを行う研削準備工程と、
前記プリセットステーションから前記加工用主軸台へ前記工作物を搬送する搬送工程と、
を備え、
前記研削工程と前記研削準備工程とを同時に行うことを特徴とする研削方法。
【請求項１９】
請求項１８において、
さらに、前記プリセットステーションから搬送され前記加工用主軸台に保持された前記工作物について、前記研削準備工程において割出された前記工作物の位相を割出す補助割出工程を備え、
前記研削工程は、前記研削準備工程において割出した前記工作物の位相および前記補助割出工程において割出した前記工作物の位相に基づいて、前記砥石車による前記工作物を研削加工することを特徴とする研削方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作物の端面位置の測定または位相の割出しを行い、砥石車により工作物を研削加工する研削盤システムおよび研削方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
工作物の円筒部を研削加工する研削盤は、工作物を保持して回転駆動する主軸台と、砥石車を回転駆動する砥石台とを備える。この研削盤は、主軸台に対して砥石台を主軸の回転軸方向（Ｚ軸方向）および回転軸直交方向（Ｘ軸方向）に相対的に移動させることで工作物を研削している。このような研削盤において、例えば、クランクシャフトの円筒部（クランクピンなど）を研削加工することがある。
【０００３】
ここで、クランクピンの外周面を研削加工する場合には、砥石車をクランクピンの軸方向幅を考慮した適正な位置に接触させる必要がある。しかし、クランクシャフトは、前工程において個体差があり、クランクピンの両端に位置するクランクウェブの対向する端面間の距離にばらつきがある。さらに、クランクシャフトは、主軸台にセンタまたはチャックなどにより保持されているが、センタ穴径やシャフト端面にも同様に個体差があり、Ｚ軸方向にずれて保持されることがあった。これにより、前工程を終えたクランクシャフトを主軸台に保持した後に、それぞれのクランクシャフトに対して、保持状態の測定や調整をする必要があった。
【０００４】
そこで、研削加工前に前工程を終えて主軸台に保持されたクランクシャフトについて、クランクウェブの端面位置を測定し、適正なＺ軸方向の加工位置を特定していた。例えば、特開２００１−３８６１８号公報（特許文献１）には、エアフローメーターからクランクウェブに向けてエアーを噴出し、クランクシャフトの適正なＺ軸方向位置を測定する装置が開示されている。
【０００５】
また、クランクシャフトのように偏心した加工部位を有する軸状の工作物の場合に、主軸台がクランクシャフトのクランク軸を軸として保持すると、被研削部位であるクランクピンは偏心回転することになる。よって、このような場合において、クランクピンの外周面を研削加工するには、主軸台の回転駆動と砥石台のＸ軸方向への移動を同期させる必要がある。従って、前工程を終えたクランクシャフトを主軸台に保持した後に、それぞれのクランクシャフトに対して、位相の割出しや調整をする必要があった。例えば、特開平５−３２９７５６号公報（特許文献２）には、複数のクランクピンからなるクランクシャフトの位相を割出す装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−３８６１８号公報
【特許文献２】特開平５−３２９７５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上述したような工作物のＺ軸方向位置や位相割出しの測定は、工作物が主軸台に保持された状態において正確に測定する必要がある。そのため、計測器や治具装置の操作や交換に時間を要し、非加工時間が長くなるという問題があった。これにより、トータルの加工時間が長くなり、加工効率が低下することがあった。
【０００７】
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、主軸台に保持された工作物の端面位置の測定、または工作物の位相の割出しに要する時間を短縮し、加工効率を向上することが可能な研削盤システムおよび研削方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、請求項１に記載の研削盤システムの発明の構成上の特徴は、
軸状からなる工作物を研削加工する研削盤システムであって、
前記工作物を保持し前記工作物を回転駆動する加工用主軸台と、砥石車を回転駆動し前記加工用主軸台に対して相対的に移動可能な砥石台と、前記加工用主軸台と前記砥石台を相対的に移動させる第一駆動手段と、を有する加工部と、
前記加工用主軸台に前記工作物を所定の状態に保持するためであると共に、前記加工用主軸台に前記所定の状態に保持された前記工作物を前記砥石車により研削加工するために、前記加工用主軸台による前記工作物の保持に先行して、前記工作物の端面位置の測定を行うプリセットステーションと、
前記プリセットステーションから前記加工部へ前記工作物を搬送する搬送部と、
前記砥石車による前記工作物の研削加工の制御と、前記プリセットステーションにおける前記工作物の端面位置の測定とを同時に行う制御手段と、
を備えることである。
【０００９】
請求項２に記載の発明の構成上の特徴は、請求項１において、
前記プリセットステーションは、前記工作物を保持するプリセット主軸台と、前記プリセット主軸台に保持された前記工作物の端面位置を測定する計測器と、前記計測器と前記工作物を相対的に移動させる第二駆動手段と、を有し、
前記制御手段は、前記計測器により測定された前記工作物の端面位置に基づいて前記砥石車による前記工作物の研削加工を制御することである。
【００１０】
請求項３に記載の発明の構成上の特徴は、請求項２において、
前記工作物は、ジャーナルとクランクピンとクランクウェブとを有するクランクシャフトであって、
前記計測器は、前記ジャーナルまたは前記クランクピンの両端に位置する前記クランクウェブの端面位置を測定することである。
【００１１】
請求項４に記載の発明の構成上の特徴は、請求項２または３において、
前記加工部は、前記プリセットステーションから搬送され前記加工用主軸台に保持された前記工作物について、前記プリセットステーションにおいて前記計測器が測定した端面位置のうち少なくとも一つの同一な端面の端面位置を測定する端面計測器を有し、
前記制御手段は、前記端面計測器により測定された前記工作物の端面位置に基づいて前記砥石車による前記工作物の研削加工を制御することである。
【００１２】
上記の課題を解決するため、請求項５に記載の研削盤システムの発明の構成上の特徴は、
非真円または偏心の加工部位を有する軸状からなる工作物を研削加工する研削盤システムであって、
前記工作物を保持し前記工作物を回転駆動する加工用主軸台と、砥石車を回転駆動し前記加工用主軸台に対して相対的に移動可能な砥石台と、前記加工用主軸台と前記砥石台を相対的に移動させる第一駆動手段と、を有する加工部と、
前記加工用主軸台に前記工作物を所定の状態に保持するためであると共に、前記加工用主軸台に前記所定の状態に保持された前記工作物を前記砥石車により研削加工するために、前記加工用主軸台による前記工作物の保持に先行して、前記工作物の位相の割出しを行うプリセットステーションと、
前記プリセットステーションから前記加工部へ前記工作物を搬送する搬送部と、
前記砥石車による前記工作物の研削加工の制御と、前記プリセットステーションにおける前記工作物の位相の割出しとを同時に行う制御手段と、
を備えることである。
【００１３】
請求項６に記載の発明の構成上の特徴は、請求項５において、
前記プリセットステーションは、前記工作物を保持するプリセット主軸台と、前記プリセット主軸台に保持された状態の前記工作物の位相の割出しを行う位相割出し手段と、を有し、
前記制御手段は、前記位相割出し手段により割出された前記工作物の位相に基づいて前記砥石車による前記工作物の研削加工を制御することである。
【００１４】
請求項７に記載の発明の構成上の特徴は、請求項６において、
前記搬送部は、前記プリセットステーションと前記加工部との間において、前記工作物の位相を維持した状態で前記工作物を搬送可能であることである。
【００１５】
請求項８に記載の発明の構成上の特徴は、請求項７において、
前記加工部は、前記プリセットステーションから搬送され前記加工用主軸台に保持された前記工作物について、前記プリセットステーションにおいて前記計測器が測定した位相を測定する位相計測器を有し、
前記制御手段は、前記位相計測器により割出された前記工作物の位相に基づいて前記砥石車による前記工作物の研削加工を制御することである。
【００１６】
請求項９に記載の発明の構成上の特徴は、請求項１〜８のいずれか一項において、
前記加工用主軸台は、前記工作物の一端を保持する第一加工用保持部を有し、
前記プリセット主軸台は、前記第一加工用保持部に擬似的に形成され、前記工作物の一端を保持する第一プリセット用保持部を有することである。
【００１７】
請求項１０に記載の発明の構成上の特徴は、請求項９において、
前記加工部は、前記工作物の他端を保持する第二加工用保持部を有し、
前記プリセットステーションは、前記第二加工用保持部に擬似的に形成され、前記工作物の他端を保持する第二プリセット用保持部を有することである。
【００１８】
請求項１１に記載の発明の構成上の特徴は、請求項１０において、
前記第一加工用保持部および前記第一プリセット用保持部は、前記工作物の一端における前記工作物の回転軸を心押しするセンタであり、
前記第二加工用保持部および前記第二プリセット用保持部は、前記工作物の他端における前記工作物の回転軸を心押しするセンタであることである。
【００１９】
請求項１２に記載の発明の構成上の特徴は、請求項１０において、
前記第一加工用保持部と前記第二加工用保持部の少なくとも一方は、前記工作物の端部を把持するチャックであり、
前記第一プリセット用保持部と前記第二プリセット用保持部の少なくとも一方は、前記工作物の端部を把持するチャックであることである。
【００２０】
請求項１３に記載の発明の構成上の特徴は、請求項１〜１２のいずれか一項において、
前記加工部、前記プリセットステーションおよび前記搬送部は、研削盤の機内に配置されていることである。
【００２１】
請求項１４に記載の発明の構成上の特徴は、請求項１３において、
前記プリセットステーションは、前記加工用主軸台に保持された前記工作物の軸と、前記プリセット主軸台に保持された前記工作物の軸とが同一の鉛直平面上に位置するように配置され、
前記搬送部は、前記工作物を把持可能なローダハンドを有し、前記加工用主軸台に対して鉛直方向および前記加工用主軸台に保持された前記工作物の軸方向の２方向のみに移動可能なローダであることである。
【００２２】
上記の課題を解決するため、請求項１５に記載の研削盤システムの発明の構成上の特徴は、
非真円または偏心の加工部位を有する軸状からなる工作物を研削加工する研削盤システムであって、
前記工作物を保持し前記工作物を回転駆動する加工用主軸台と、砥石車を回転駆動し前記加工用主軸台に対して相対的に移動可能な砥石台と、前記加工用主軸台と前記砥石台を相対的に移動させる第一駆動手段と、を有する加工部と、
前記加工用主軸台に前記工作物を所定の状態に保持するためであると共に、前記加工用主軸台に前記所定の状態に保持された前記工作物を前記砥石車により研削加工するために、前記加工用主軸台による前記工作物の保持に先行して、前記工作物の端面位置の測定および前記工作物の位相の割出しを行うプリセットステーションと、
前記プリセットステーションから前記加工部へ前記工作物を搬送する搬送部と、
前記砥石車による前記工作物の研削加工の制御と、前記プリセットステーションにおける前記工作物の端面位置の測定および前記工作物の位相の割出しとを同時に行う制御手段と、
を備えることである。
【００２３】
上記課題を解決するために、請求項１６に記載の研削方法の発明の構成上の特徴は、
軸状からなる工作物を研削加工する研削方法であって、
加工用主軸台に回転可能に保持された前記工作物に対して、砥石車を回転駆動する砥石台を相対的に移動させることで、前記工作物を研削加工する研削工程と、
前記加工用主軸台に前記工作物を所定の状態に保持するためであると共に、前記加工用主軸台に前記所定の状態に保持された前記工作物を研削加工するために、前記加工用主軸台による前記工作物の保持に先行して、プリセットステーションにおいて前記工作物の端面位置の測定を行う研削準備工程と、
前記プリセットステーションから前記加工用主軸台へ前記工作物を搬送する搬送工程と、
を備え、
前記研削工程と前記研削準備工程とを同時に行うことである。
【００２４】
請求項１７に記載の発明の構成上の特徴は、請求項１６において、
さらに、前記プリセットステーションから搬送され前記加工用主軸台に保持された前記工作物について、前記研削準備工程において測定した前記工作物の端面位置のうち少なくとも一つの同一な端面の端面位置を測定する補助測定工程を備え、
前記研削工程は、前記研削準備工程において測定された前記工作物の端面位置および前記補助測定工程において測定された前記工作物の端面位置に基づいて、前記砥石車による前記工作物を研削加工することである。
【００２５】
上記課題を解決するために、請求項１８に記載の研削方法の発明の構成上の特徴は、
非真円または偏心の加工部位を有する軸状からなる工作物を研削加工する研削方法であって、
加工用主軸台に回転可能に保持された前記工作物に対して、砥石車を回転駆動する砥石台を相対的に移動させることで、前記工作物を研削加工する研削工程と、
前記加工用主軸台に前記工作物を所定の状態に保持するためであると共に、前記加工用主軸台に前記所定の状態に保持された前記工作物を研削加工するために、前記加工用主軸台による前記工作物の保持に先行して、プリセットステーションにおいて前記工作物の位相の割出しを行う研削準備工程と、
前記プリセットステーションから前記加工用主軸台へ前記工作物を搬送する搬送工程と、
を備え、
前記研削工程と前記研削準備工程とを同時に行うことである。
【００２６】
請求項１９に記載の発明の構成上の特徴は、請求項１８において、
さらに、前記プリセットステーションから搬送され前記加工用主軸台に保持された前記工作物について、前記研削準備工程において割出された前記工作物の位相を割出す補助割出工程を備え、
前記研削工程は、前記研削準備工程において割出した前記工作物の位相および前記補助割出工程において割出した前記工作物の位相に基づいて、前記砥石車による前記工作物を研削加工することである。
【発明の効果】
【００２７】
請求項１に係る発明によると、加工部において、加工用主軸台に保持された工作物の端面位置の測定を省略することができる。つまり、加工部で別の工作物を研削加工している間に、プリセットステーションにおいて先行して、工作物の端面位置の測定を行う。これにより、加工用主軸台では非加工時間である端面位置の測定に要する時間を省略できる。よって、加工用主軸台が工作物を保持してから研削加工を開始するまでの時間が短くでき、その分だけトータルの加工時間を短縮することができる。さらに、工作物の端面位置の測定に十分な時間を確保できるので、加工効率を低下させることなく、より正確な研削加工を実施することができる。
【００２８】
また、上述した端面位置の測定の目的は、従来、前加工を終えた工作物の形状などを把握するための測定とは異なる。本発明においては、工作物を加工用主軸台に所定の状態で保持すること、および、所定の状態に保持した工作物を砥石車で研削加工することを目的とする。つまり、従来においては、加工用主軸台に工作物が保持されてから端面位置の測定を行い、研削加工するという一連の工程であった。これに対して本発明では、別の工作物の研削加工の制御と同時に、端面位置の測定を行うので、上述したような効果を奏するものである。
【００２９】
請求項２に係る発明によると、加工部において加工用主軸台に保持された工作物の端面位置の測定を省略することができる。非真円または偏心の加工部位を有する軸状からなる工作物は、工作物の軸と平行でない端面や斜面、曲面などを有する。そして工作物の端面などは、前加工によりばらつきが生じていることがある。よって、このような工作物の端面などに挟まれた部位やその近傍を研削加工する場合には、砥石車を適正な位置に接触するために、このばらつきを把握する必要がある。しかし、加工用主軸台に工作物を保持してから端面位置を測定すると、非加工時間が延びることになり、トータルの加工時間が長くなってしまう。そこで、加工部で別の工作物を研削加工している間に、第二駆動手段により計測器と工作物を相対的に移動させ、工作物の端面位置を測定する。これにより、加工用主軸台では非加工時間である端面位置の測定に要する時間を省略できる。
【００３０】
請求項３に係る発明によると、工作物がクランクシャフトの場合に、加工部においてクランクウェブの端面位置の測定を省略することができる。クランクウェブは、クランクピンとジャーナルを連結し、クランクシャフトの軸と直交する。例えば、クランクピンを研削加工する場合には、クランクピンの両端でクランクウェブの対向する端面位置を正確に把握することが好ましい。これは、前工程でクランクウェブの端面位置のばらつきが生じていることがあるためである。このばらつきを考慮せずにクランクピンを研削加工すると、研削加工後に内部応力歪が生じ、クランクシャフトの振れ精度悪化の要因となるおそれがある。よって、研削加工の対象であるクランクシャフトの円筒部において、その両端に位置するクランクウェブの端面位置を測定することにより、前加工で生じた端面位置のばらつきを把握することができる。
【００３１】
請求項４に係る発明によると、工作物の端面位置をより正確に把握した研削加工ができる。プリセットステーションから加工部へ工作物を搬送すると、測定した工作物の端面位置に誤差が生じることがある。このような場合でも、測定した端面位置の少なくとも一つの同一な端面位置を加工部の端面計測器で再度測定することにより、誤差を把握できる。よって、制御手段は、加工部およびプリセットステーションで測定した工作物の端面位置に基づいて研削加工を制御することで、より正確な研削加工ができる。これにより、例えば、加工部において複数箇所の端面位置の測定が必要な場合でも、本発明により加工部においては少数の箇所を測定するのみで済むので、端面位置の測定に要する時間を短縮することができる。
【００３２】
請求項５に係る発明によると、加工部において、加工用主軸台に保持された工作物の位相の割出しを省略することができる。つまり、加工部で別の工作物を研削加工している間に、プリセットステーションにおいて先行して、工作物の位相の割出しを行う。これにより、加工用主軸台では非加工時間である位相の割出しに要する時間を省略できる。よって、加工用主軸台が工作物を保持してから研削加工を開始するまでの時間が短くでき、その分だけトータルの加工時間を短縮することができる。さらに、工作物の位相の割出しに十分な時間を確保できるので、加工効率を低下させることなく、より正確な研削加工を実施することができる。
【００３３】
また、上述した位相の割出しの目的は、従来、前加工を終えた工作物の形状などを把握するための測定とは異なる。本発明においては、工作物を加工用主軸台に所定の状態で保持すること、および、所定の状態に保持した工作物を砥石車で研削加工することを目的とする。つまり、従来においては、加工用主軸台に工作物が保持されてから位相の割出しを行い、研削加工するという一連の工程であった。これに対して本発明では、別の工作物の研削加工の制御と同時に、位相の割出しを行うので、上述したような効果を奏するものである。
【００３４】
請求項６に係る発明によると、加工部において加工用主軸台に保持された工作物の位相の割出しを省略することができる。非真円または偏心の加工部位を有する軸状からなる工作物は、被研削部位となる外周面と工作物の軸との距離が一定でない。また、例えば、クランクシャフトのクランクピンを研削加工する場合に、クランク軸を軸として保持すると被研削部位のクランクピンは偏心回転する。よって、これらの場合には、加工用主軸台の回転駆動と砥石台のＸ軸方向への移動を同期させて研削加工する。従って、加工用主軸台に保持した工作物の初期状態から、工作物の位相を割出して所定の状態に保持する必要がある。しかし、加工用主軸台に工作物を保持してから位相の割出しを行うと、非加工時間が延びることになり、トータルの加工時間が長くなってしまう。そこで、加工部で別の工作物を研削加工している間に、プリセット主軸台に保持した工作物の位相を位相割出し手段により割出す。これにより、加工用主軸台では非加工時間である位相の割出しに要する時間を省略できる。
【００３５】
請求項７に係る発明によると、プリセットステーションにおいて工作物の位相を測定した状態を維持し、工作物を加工部に搬送できる。これにより、加工部では位相の測定に要する時間を省略できると共に、加工用主軸台に工作物を簡易に位相を割出して位置決めすることができる。
【００３６】
請求項８に係る発明によると、工作物の位相をより正確に割出した研削加工ができる。プリセットステーションから加工部へ工作物を搬送すると、割出した工作物の位相に誤差が生じることがある。このような場合でも、割出した位相を加工部の位相計測器で再度割出すことにより、誤差を把握できる。よって、制御手段は、加工部およびプリセットステーションで割出した工作物の位相に基づいて研削加工を制御することで、より正確な研削加工ができる。これにより、例えば、加工部において工作物の位相を割出すのに要していた時間は、誤差を解消するための微調整で済むため、割出しに要する時間を短縮することができる。
【００３７】
請求項９に係る発明によると、プリセットステーションにおいて、工作物の一端を加工部と同様の保持状態にすることができる。これにより、プリセットステーションにおける工作物の端面位置の測定または位相の割出しの精度を向上できる。プリセット主軸台は、第一加工用保持部に擬似的に形成された第一プリセット保持部によって工作物の一端を保持する構成となっている。よって、加工用主軸台による工作物の保持状態と同様の保持状態とすることができ、保持状態の違いによる測定や割出しに誤差が生じることを防止できる。
【００３８】
請求項１０に係る発明によると、プリセットステーションにおいて、工作物の他端を加工部と同様の保持状態にすることができる。これにより、プリセットステーションにおける工作物の端面位置の測定または位相の割出しの精度を向上できる。プリセット主軸台は、第二加工用保持部に擬似的に形成された第二プリセット保持部によって工作物の他端を保持する構成となっている。よって、加工用主軸台による工作物の保持状態と同様の保持状態とすることができ、保持状態の違いによる測定や割出しに誤差が生じることを防止できる。
【００３９】
請求項１１に係る発明によると、プリセットステーションにおける工作物の端面位置の測定または位相の割出しの精度を向上できる。工作物には前加工により、回転軸に平行に加工されたセンタ穴の穴径に個体差が生じることがある。このような場合に、加工部でセンタにより工作物の回転軸を心押しすると、工作物の個体間で回転軸方向にずれが生じる。そこで、プリセットステーションにおいて、加工部と同様に工作物をセンタにより心押しすることで、加工部で生じる固体間のずれを把握することができる。よって、このずれの量を考慮した測定や割出しが可能となり、精度を向上できる。
【００４０】
請求項１２に係る発明によると、プリセットステーションにおける工作物の端面位置の測定または位相の割出しの精度を向上できる。工作物には前加工または素材形状などに起因して、端部の形状や位置に個体差が生じていることがある。このような場合に、加工部でチャックにより工作物の端部を把持すると、工作物の個体間で回転軸方向にずれが生じる。そこで、プリセットステーションにおいて、加工部と同様に工作物の端部をチャックにより把持することで、加工部で生じる固体間のずれを把握することができる。よって、このずれの量を考慮した測定や割出しが可能となり、精度を向上できる。
【００４１】
請求項１３に係る発明によると、研削盤全体を小型化することができる。また、プリセットステーションから加工部への距離を短くすることができる。よって、搬送部は、工作物を加工部への搬送する際に、工作物の端面位置の測定または位相の割出しを行った状態を確実に維持できる。従って、搬送によって誤差が発生することを防止できる。
【００４２】
請求項１４に係る発明によると、加工用主軸台に保持された工作物の軸とプリセット主軸台に保持された工作物の軸とが同一の鉛直平面上に位置しているため、２方向のみに移動するローダを搬送部に適用することができる。つまり、簡易な構成からなるローダを用いることができる。さらに、ローダは、前工程からプリセットステーションへ工作物を搬送することにも適用でき、さらに、加工用主軸台に保持された加工後の工作物を次工程へ搬出することにも適用できる。
【００４３】
請求項１５に係る発明によると、加工部において、加工用主軸台に保持された工作物の端面位置の測定または位相の割出しを省略することができる。つまり、加工部で別の工作物を研削加工している間に、プリセットステーションにおいて先行して、工作物の端面位置の測定または位相の割出しを行う。これにより、加工用主軸台では非加工時間である端面位置の測定または位相の割出しに要する時間を省略できる。よって、加工用主軸台が工作物を保持してから研削加工を開始するまでの時間が短くでき、その分だけトータルの加工時間を短縮することができる。さらに、工作物の端面位置測定や位相の割出しに十分な時間を確保できるので、加工効率を低下させることなく、より正確な研削加工を実施することができる。
【００４４】
また、上述した測定または割出しの目的は、従来、前加工を終えた工作物の形状などを把握するための測定とは異なる。本発明においては、工作物を加工用主軸台に所定の状態で保持すること、および、所定の状態に保持した工作物を砥石車で研削加工することを目的とする。つまり、従来においては、加工用主軸台に工作物が保持されてから測定または割出しを行い、研削加工するという一連の工程であった。これに対して本発明では、別の工作物の研削加工の制御と同時に、測定および割出しを行うので、上述したような効果を奏するものである。
【００４５】
さらに、本発明では上述した他の特徴を適用することができる。そして、他の特徴を適用した場合にはそれぞれ同様の効果を奏する。
【００４６】
請求項１６に係る発明によると、加工用主軸台に保持された工作物の端面位置の測定を省略することができる。つまり、別の工作物を研削加工している研削工程と、プリセットステーションにおいて工作物の端面位置の測定を行う研削準備工程を同時に行う。そして、別の工作物の研削加工が終了後に、プリセットステーションから加工用主軸台に工作物を搬送する。これにより、加工用主軸台では非加工時間である端面位置の測定に要する時間を省略できる。よって、加工用主軸台が工作物を保持してから研削加工を開始するまでの時間が短くでき、その分だけトータルの加工時間を短縮することができる。さらに、工作物の端面位置の測定に十分な時間を確保できるので、加工効率を低下させることなく、より正確な研削加工を実施することができる。
【００４７】
請求項１７に係る発明によると、工作物の端面位置をより正確に把握した研削加工ができる。プリセットステーションから加工用主軸台に工作物を搬送する搬送工程において、研削準備工程で測定した工作物の端面位置に誤差が生じることがある。このような場合でも、研削準備工程において測定した端面位置の少なくとも一つの同一な端面位置を補助測定工程で再度測定することにより、誤差を把握できる。よって、研削工程が研削準備工程および補助測定工程において測定した工作物の端面位置に基づいて研削加工することで、より正確な研削加工ができる。また、例えば、研削工程において複数箇所の端面位置の測定が必要な場合でも、本発明により研削工程においては少数の箇所を測定するのみで済むので、端面位置の測定に要する時間を短縮することができる。
【００４８】
請求項１８に係る発明によると、加工用主軸台に保持された工作物の位相の割出しを省略することができる。つまり、別の工作物を研削加工している研削工程と、プリセットステーションにおいて工作物の位相の割出しを行う研削準備工程を同時に行う。そして、別の工作物の研削加工が終了後に、プリセットステーションから加工用主軸台に工作物を搬送する。これにより、加工用主軸台では非加工時間である位相の割出しに要する時間を省略できる。よって、加工用主軸台が工作物を保持してから研削加工を開始するまでの時間が短くでき、その分だけトータルの加工時間を短縮することができる。さらに、工作物の位相の割出しに十分な時間を確保できるので、加工効率を低下させることなく、より正確な研削加工を実施することができる。
【００４９】
請求項１９に係る発明によると、工作物の位相をより正確に割出した研削加工ができる。プリセットステーションから加工用主軸台に工作物を搬送する搬送工程において、研削準備工程で割出した工作物の位相に誤差が生じることがある。このような場合でも、研削準備工程において割出した位相を補助測定工程で再度割出すことにより、誤差を把握できる。よって、研削工程が研削準備工程および補助測定工程において割出した工作物の位相に基づいて研削加工することで、より正確な研削加工ができる。また、例えば、研削工程において工作物の位相を割出すのに要していた時間は、誤差を解消するための微調整で済むため、割出しに要する時間を短縮することができる。
【００５０】
また、本発明の研削盤としての他の特徴部分について、本発明の研削方法に同様に適用可能である。そして、この場合における効果についても、上記研削盤としての効果と同様の効果を奏する。なお、本発明の研削盤における各「手段」は、「ステップ」と置き換えることで、本発明の研削方法として把握することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
以下、本発明の研削盤システムを具体化した実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【００５２】
＜第一実施形態＞
本発明の研削盤システム１について、図１〜図４を参照して説明する。図１は、第一実施形態の研削盤システム１からプリセットステーション５０とローダ６０を省略した平面図である。図２は、研削盤システム１からローダを省略した平面図である。図３は、研削盤システム１の正面図である。図４は、図３におけるＡ方向矢視図である。
【００５３】
研削盤システム１は、研削盤１０と、プリセットステーション５０と、ローダ６０から構成される。また、後述するクランクシャフト７０ａは、加工用主軸台２１に保持された工作物であり、クランクシャフト７０ｂは、プリセット主軸台５１に保持された工作物である。
【００５４】
まず、研削盤１０の機械構成を説明する。研削盤１０は、図１に示すように、ベッド１１と、主軸装置２０と、砥石支持装置３０と、制御装置４０から構成される。
【００５５】
ベッド１１は、ほぼ矩形状からなり、床上に配置される。このベッド１１の上面には、砥石支持装置３０を構成する砥石台トラバースベース３１が摺動可能な砥石台用ガイドレール１２、１３が、図１の上側であって、図１の左右方向（Ｚ軸方向）に延びるように、且つ、相互に平行に形成されている。また、主軸装置２０を配置するために、工作物テーブル１４がベッド１１の上面に固定されている。さらに、ベッド１１には、砥石台用ガイドレール１２，１３の間に、砥石台トラバースベース３１を図１の左右方向に駆動するための、砥石台用Ｚ軸ボールねじ１５が配置され、この砥石台用Ｚ軸ボールねじ１５を回転駆動する砥石台用Ｚ軸モータ１６が配置されている。
【００５６】
端面計測器１７は、後述する加工用主軸台２１に保持されたクランクシャフト７０ａの端面位置を測定する接触センサである。また、端面計測器１７は、図示しない端面計測器送り装置により、測定部位まで移動する。端面計測器送り装置は、例えば、ボールねじとモータの組み合わせからなる送り装置であり、端面計測器１７をＺ軸方向およびＸ軸方向に移動可能な機構を備える。位相計測器１８は、ベッド１１に対して固定された回転軸台（図示しない）により根本部を支持されている。この回転軸台によって位相計測器１８は根本部を中心に回転し、先端部がクランクシャフト７０ａの一部に当接するように配置されている。そして、位相計測器１８の傾き角に基づきクランクシャフト７０ａの位相を割出している。
【００５７】
主軸装置２０は、加工用主軸台２１と、主軸２２と、主軸センタ２３（本発明の「第一加工用保持部」に相当する）と、主軸回転用モータ２４と、加工用心押台２５と、心押センタ２６（本発明の「第二加工用保持部」に相当する）を備えている。加工用主軸台２１は、ベッド１１に固定された工作物テーブル１４の上面に配置されている。そして、加工用主軸台２１は、図１の左右方向に貫通する穴が形成されている。この加工用主軸台２１の貫通孔に、主軸２２が主軸軸周り（図１のＺ軸周り）に回転可能に挿通支持されている。この主軸２２の右端に、工作物であるクランクシャフト７０ａの軸方向の一端を保持する主軸センタ２３が取り付けられている。また、加工用主軸台２１は、主軸２２を介して主軸センタ２３で保持したクランクシャフト７０ａを主軸回転用モータ２４により回転駆動している。加工用心押台２５は、加工用主軸台２１のＺ軸方向に対向して同軸的に設けられている。そして、加工用心押台２５の左端に、クランクシャフト７０ａの軸方向の他端を保持する心押センタ２６が取付けられている。よって、クランクシャフト７０ａは、両側端面に形成されたセンタ穴を介して、主軸センタ２３と心押センタ２６により両持ち支持されている。
【００５８】
砥石支持装置３０は、砥石台トラバースベース３１と、Ｘ軸ガイドレール３２，３３と、Ｘ軸ボールねじ３４と、Ｘ軸モータ３５と、砥石台３６と、砥石車３７と、砥石回転用モータ３８を備えている。砥石台トラバースベース３１は、矩形の平板状に形成されており、ベッド１１の上面のうち、砥石台用ガイドレール１２，１３上を摺動可能に配置されている。砥石台トラバースベース３１は、砥石台用ボールねじ１５のナット部材に連結されており、砥石台用Ｚ軸モータ１６の駆動により砥石台用ガイドレール１２，１３に沿って移動する。この砥石台トラバースベース３１の上面には、砥石台３６が摺動可能なＸ軸ガイドレール３２，３３が、図１の上下方向（Ｘ軸方向）に延びるように、且つ、相互に平行に形成されている。さらに、砥石台トラバースベース３１には、Ｘ軸ガイドレール３２、３３の間に、砥石台３６を図１の上下方向に駆動するための、Ｘ軸ボールねじ３４が配置され、このＸ軸ボールねじ３４を回転駆動するＸ軸モータ３５が配置されている。
【００５９】
砥石台３６は、砥石台トラバースベース３１の上面のうち、Ｘ軸ガイドレール３２，３３上を摺動可能に配置されている。そして、砥石台３６は、Ｘ軸ボールねじ３４のナット部材に連結されており、Ｘ軸モータ３５の駆動によりＸ軸ガイドレール３２，３３に沿って移動する。つまり、砥石支持装置３０は、砥石台３６がベッド１１および主軸装置２０に対して、Ｘ軸方向およびＺ軸方向に相対移動可能となるような構成（本発明の「第一駆動手段」に相当する）としている。
【００６０】
そして、この砥石台３６のうち図１の下側部分には、図１の左右方向に貫通する穴が形成されている。この砥石台３６の貫通孔に、砥石車回転軸部材（図示せず）が、砥石中心軸周り（Ｚ軸周り）に回転可能に支持されている。この砥石車回転軸部材の一端（図１の左端）に、砥石車３７が同軸的に取り付けられている。また、砥石台３６の上面には、砥石回転用モータ３８が固定されている。そして、砥石車回転軸部材の他端（図１の右端）と砥石回転用モータ３８の回転軸とにプーリが懸架されることで、砥石回転用モータ３８の駆動により、砥石車３７が砥石軸周りに回転する。
【００６１】
このように、研削盤１０は、加工用主軸台２１と加工用心押台２５により保持したクランクシャフト７０ａを回転駆動させ、砥石台３６が砥石車３７を回転駆動させ、砥石台トラバース３１が砥石台３６を加工用主軸台２１に対して相対的に移動させることで加工部を構成している。従って、加工部は研削盤１０の機内に配置されていることとなる。
【００６２】
制御装置４０（本発明の「制御手段」に相当する）は、主軸装置２０の回転、並びに、砥石台３６の回転、Ｘ軸位置およびＺ軸位置をＮＣ制御している。さらに、加工用主軸台２１および後述するプリセットステーション５０における工作物の端面位置の測定または位相の割出しを行っている。工作物の端面位置の測定および位相の割出しの詳細については後述する。
【００６３】
次に、プリセットステーション５０の構成を説明する。プリセットステーション５０は、図２に示すように、プリセット主軸台５１と、疑似主軸センタ５２（本発明の「第一プリセット用保持部」に相当する）と、プリセット心押台５３と、疑似心押センタ５４（本発明の「第二プリセット保持部」に相当する）と、計測器５５と、計測器送り装置５６（本発明の「第二駆動手段」に相当する）と、位相割出しロッド５７（本発明の「位相割出し手段」に相当する）と、仮受台５８を備えている。また、プリセットステーション５０は、図３に示すように、加工用主軸台２１の上方かつ研削盤１０の機内に配置されている。
【００６４】
プリセット主軸台５１は、加工用主軸台２１の主軸センタ２３に擬似的に形成された疑似主軸センタ５２が取り付けられている。そして、このプリセット主軸台５１の疑似主軸センタ５２は、プリセットステーション５０において、クランクシャフト７０ｂの一端を保持している。また、プリセット主軸台５１は、疑似主軸センタ５２で保持したクランクシャフト７０ｂをプリセット主軸回転用モータ（図示しない）により回転駆動している。プリセット心押台５３は、プリセット主軸台５１のＺ軸方向に対向して同軸的に設けられている。そして、プリセット心押台５３の左端に、クランクシャフト７０ｂの軸方向の他端を保持する疑似心押センタ５４が取り付けられている。よって、クランクシャフト７０ｂは、両側端面に形成されたセンタ穴を介して、疑似主軸センタ５２と疑似心押センタ５４により両持ち支持されている。また、プリセットステーション５０は、加工用主軸台２１に保持されたクランクシャフト７０ａのクランク軸７１ａと、プリセット主軸台５１に保持されたクランクシャフト７０ｂのクランク軸７１ｂとが同一の鉛直平面上に位置するように配置されている。
【００６５】
計測器５５は、プリセット主軸台５１に保持されたクランクシャフト７０ｂの端面であるクランクウェブ７４の位置を測定する接触センサである。また、計測器５５は、計測器送り装置５６により、測定対象であるクランクウェブ７４の位置まで移動する。計測器送り装置５６は、例えば、ボールねじとモータの組み合わせからなる送り装置であり、計測器５５をＺ軸方向およびＸ軸方向に移動可能な機構を備える。位相割出しロッド５７は、プリセットステーション５０に固定された回転軸台（図示しない）により根本部を支持されている。そして、この回転軸台によって位相割出しロッド５７は根本部を中心に回転し、先端部がクランクシャフト７０ｂの一部に当接するように配置されている。仮受台５８は、後述するローダ６０が、クランクシャフト７０ｂのジャーナル７２を複数箇所で支持可能な台座である。仮受台５８、後述するローダ６０がプリセットステーション５０に搬入するクランクシャフト７０ｂをプリセット主軸台５１が保持するまで一時的に支持している。
【００６６】
次に、ローダ６０の構成を説明する。ローダ６０は、図３に示すように、ローダビーム６１と、ローディングユニット６２を備えている。
【００６７】
ローダ６０は、研削盤１０の他に複数の工作機械や複数の周辺装置からなる生産ラインにおいて、工作物を搬送する装置である。このような場合に、例えば複数の研削盤は、それぞれの主軸台に保持される工作物の軸が同一の鉛直平面上に位置するように配置されている。そして、これらの複数の工作機械の上方において、ローダビーム６１はＺ軸方向へ水平に架設されている。
【００６８】
ローディングユニット６２は、ローダアーム６３と、ローダハンド６４と、把持爪６５ａ，６５ｂ，６６ａ，６６ｂと、アクチュエータ６７を備えている。ローディングユニット６２は、ローダビーム６１に沿って移動および位置決めするようにＮＣ制御されている。ローダアーム６３は、ローダビーム６１に懸架されるローディングユニット６２のキャリア部から鉛直方向（Ｙ軸方向）に移動および位置決め可能に設けられている。ローダハンド６４は、ローダアーム６３の下端において、Ｚ軸周りに傾動可能に連結されている。また、ローダハンド６４には把持爪６５ａ，６５ｂと把持爪６６ａ，６６ｂが設けられている。把持爪６５ａおよび把持爪６５ｂは、それぞれ逆Ｖ字状に形成され、図３に示すように、把持中心がＺ軸方向に一致するように併設されている。把持爪６６ａおよび把持爪６６ｂは、把持爪６５ａおよび６５ｂと同様に構成され、図４に示すように、ローダハンド６４の傾動軸を中心に９０度ずれて配置されている。また、把持爪６５ａ，６５ｂ，６６ａ，６６ｂは、図示しないアクチュエータによって開閉制御され、工作物の把持と解放を行っている。アクチュエータ６７は、ローダアーム６３の下端に設けられ、制御指令によりローダハンド６４を傾動させ、所定の角度に位置決めしている。
【００６９】
このように、ローダ６０は、複数の工作機械や複数の周辺装置からなる生産ラインにおいて、工作物の搬送が可能となっている。ここで、プリセットステーション５０は、プリセット主軸台５１に保持する工作物の軸と、加工用主軸台２１に保持する工作物の軸とが同一の鉛直平面上に位置するように配置されている。つまり、ローダ６０は、プリセットステーション５０から加工用主軸台２１を有する加工部への搬送が可能な搬送部を構成している。本実施形態においては、プリセットステーション５０が研削盤１０の機内にあることからも搬送部は、研削盤１０の機内に配置されていることとなる。
【００７０】
クランクシャフト７０ａは、クランク軸７１ａを軸とするジャーナル７２と、クランクピン７３と、クランクウェブ７４を備えている。ジャーナル７２は、クランク軸７１ａを軸とした円柱状に形成される部位である。また、クランクシャフト７０ａの両端に位置するジャーナル７２は、端面にセンタ穴が形成されている。これにより、加工部において、加工用主軸台２１の主軸センタ２３および加工用心押台２５の心押センタ２６によって保持される。クランクピン７３は、クランク軸７１ａに対して偏心して位置する円筒状に形成された部位であり、本実施形態における被加工部位である。クランクウェブ７４は、クランクピン７３の両端に位置し、クランクウェブ７４に垂直な板状の部位であり、ジャーナル７２とクランクピン７３とを連結している。
【００７１】
クランクシャフト７０ｂは、クランクシャフト７０ａと同一の工作物であり、本実施形態では、加工部での研削工程前にあり、プリセットステーション５０において保持されている。
【００７２】
本実施形態の研削盤システム１において、クランクシャフト７０ａ，７０ｂを研削する方法について、図５および図６を参照して説明する。図５は、クランクシャフト７０ｂの端面位置の測定を示す図である。図６は、クランクシャフト７０ｂの位相の割出しを示す図である。
【００７３】
まず、加工部の研削盤１０では、クランクシャフト７０ａが加工用主軸台２１と加工用心押台２５により保持されている。主軸２２は、主軸回転用モータ２４により回転し、主軸センタ２３を介してクランクシャフト７０ａを回転駆動している。一方、砥石台３６は、加工用主軸台２１に対して相対移動することで、被研削部位であるクランクピン７３の幅中央と砥石車３７の幅中央とがＸ軸方向に一致するように位置決めする。そして、内蔵する砥石回転用モータにより回転駆動させた砥石車３７をクランクピン７３に接触させることで研削加工を行う。
【００７４】
また、研削加工は、クランクピン７３の全周に亘って行うため、クランクピン７３に砥石車３７を接触させた状態を維持し、主軸２２の回転と砥石台トラバース３１のＸ軸方向の移動とを同期させて加工を行う。そして、一つのクランクピン７３に対する研削加工を終えると、別のクランクピン７３に対して上述した位置決めを行い、クランクピン７３に砥石車３７を接触させ全周に亘って研削加工を行う。これをクランクシャフト７０ａが有するクランクピン７３の数だけ繰り返し、一つの研削工程とする。
【００７５】
このように、研削加工する場合には、加工用主軸台２１に工作物を保持した後に、クランクピン７３の幅中央の位置の測定、およびクランクシャフト７０ａの位相の割出しが必要となる。クランクピン７３の幅中央の位置は、クランクピン７３の両端に位置するクランクウェブ７４の端面位置を測定することで求めてもよい。また、クランクシャフト７０ａの位相の割出しは、クランクピン７３に位相割出しロッド５７を当接させた状態でクランクシャフト７０ａを回転し、位相割出しロッド５７の傾きから割出してもよい。その他に、ジャーナル７２やクランクウェブ７４にピン穴を設ける方法や、非接触センサを用いた方法が知られている。従来、このような工作物の端面位置の測定や位相の割出しは、いずれにしても加工用主軸台２１に工作物を保持した後に行っていた。これに対し、本実施形態では、プリセットステーション５０で先行して、工作物の端面位置の測定または位相の割出しを行う。
【００７６】
ローダ６０が加工部へクランクシャフト７０ａを搬送し研削工程が行われている状態において、プリセットステーション５０ではクランクシャフト７０ｂに対して端面位置の測定および位相の割出しであう研削準備工程が行われている。ここで、クランクシャフト７０ｂは、次に加工部へと搬送され、研削工程が行われる工作物である。
【００７７】
次に、プリセットステーション５０において、クランクシャフト７０ｂの端面位置の測定について説明する。図５に示すように、クランクシャフト７０ｂは、プリセット主軸台５１の疑似主軸センタ５２およびプリセット心押台５３の疑似心押センタ５４によって保持されている。そして、計測器５５は、計測器送り装置５６により、被研削部位であるクランクピン７３のほぼ中央部へと移動する。その後、計測器５５の先端部をクランクピン７３に接近するようにＸ軸方向に移動させ、計測器５５をＺ軸方向に往復することで、それぞれクランクウェブ７４と接触する位置を測定する。これをクランクシャフト７０ｂが有するクランクピン７３の数だけ繰り返し、それぞれのクランクピン７３の幅中央の位置を測定する。
【００７８】
また、クランクシャフト７０ｂは、加工部におけるクランクシャフト７０ｂの保持状態と同様にするために、主軸センタ２３に擬似的に形成された疑似主軸センタ５２を採用し、心押センタ２６に擬似的に形成された疑似心押センタ５４を採用している。ここで、クランクシャフト７０ｂの両端面に形成されたセンタ穴の穴径に個体差によるばらつきが生じている場合には、センタによって工作物を保持すると、このばらつきに起因して工作物がＺ軸方向にずれるおそれがある。しかし、本実施形態では、上述したような疑似主軸センタ５２と疑似心押センタ５４を採用しているので、加工部でＺ軸方向のずれが生じる場合には、同様のずれがプリセットステーション５０においても生じることとなる。よって、このずれを算入した状態でクランクシャフト７０ｂの端面位置の測定を行ったこととなる。
【００７９】
次に、プリセットステーション５０において、クランクシャフト７０ｂの位相の割出しについて説明する。クランクシャフト７０ｂは、ローダ６０によりプリセットステーション５０へ搬送されると、まず仮受台５８に載置される。この状態では、クランクシャフト７０ｂの位相は不明である。次に、クランクシャフト７０ｂは、プリセット主軸台５１およびプリセット心押台５３により保持される。そして、図６に示すように、位相割出しロッド５７が傾斜し先端部をクランクピン７３に当接させる。そして、位相割出しロッド５７の先端部を当接させた状態を維持し、プリセット主軸台５１によりクランクシャフト７０ｂを回転駆動させる。これにより、位相割出しロッド５７は、徐々に傾き角が変化する。そして、この傾き角からクランクシャフト７０ｂの位相を検知できるので、所定の位相となるまでクランクシャフト７０ｂを回転させ、位相を割出す。
【００８０】
このように、プリセットステーション５０において、次に研削工程を行われる工作物について、研削準備工程として、端面位置の測定または位相の割出しを行う。そして、ローダ６０によりプリセットステーション５０から加工部へと搬送する搬送工程を経て、クランクシャフト７０ｂは加工用主軸台２１に保持される。さらに、加工部では、端面計測器１７および位相計測器１８による補助測定工程を行う。これは、プリセットステーション５０で擬似的に形成された疑似主軸センタ５２と疑似心押センタ５４であっても、誤差が生じると研削準備工程の結果に影響があるためである。また、その他には、計測器による誤差や搬送工程による誤差などが考えられるので、加工部で再度、端面位置の測定または位相の割出しを行う。この時、従来のように詳細な測定や割出しを行う必要はなく、上述した誤差を把握するための補助的な測定または割出しとしている。端面計測器１７は、例えば、プリセットステーション５０の計測器５５や非接触センサとしてもよい。同様に位相計測１８は、例えば、プリセットステーション５０の位相割出しロッド５７や非接触センサとしてもよい。
【００８１】
上述した各工程を一連にして説明する。まず、ローダ６０は、前加工を終えたクランクシャフト７０ｂをプリセットステーション５０に搬入する。この時、プリセットステーション５０で研削準備工程を終えたクランクシャフト７０ａと、クランクシャフト７０ｂを交換する。次に、搬送工程として、クランクシャフト７０ａの位相を維持した状態でプリセットステーション５０から加工部へ搬送し、研削工程を終えたクランクシャフトと交換する。次に、加工用主軸台２１にクランクシャフト７０ａが保持されると、補助準備工程として端面計測器１７および位相計測器１８によりクランクシャフト７０ａの端面位置の測定および位相の割出しが簡易に行わる。この時、ローダ６０は、把持している研削工程を終えたクランクシャフトを次工程に搬出するとともに、前工程を終えたクランクシャフト７０をプリセットステーション５０へと搬入する。このように、一連の工程において、研削行程と研削準備工程が同時に行われるように制御装置４０が制御している。
【００８２】
＜効果＞
以上説明した研削盤システム１および研削方法によれば、加工部で工作物の研削加工を行うのと同時に、次に研削加工を行う工作物について、研削準備工程を行えるため、トータルの加工時間を短縮することができる。プリセットステーション５０では、工作物を加工用主軸台２１に所定の状態に保持する目的、および工作物を砥石車３７により研削加工する目的として端面位置の測定または位相の割出しを行っている。これにより、これまで加工用主軸台２１に工作物を保持してから行っていた研削準備工程を先行して行うことができる。
【００８３】
また、本実施形態において、従来との比較について図７を参照して説明する。図７は、研削加工におけるサイクルタイムを示すグラフである。（Ａ）は、従来の研削盤であり、（Ｂ）は、本発明の研削盤システム１である。ａ１，ｂ１は、研削加工を行う実加工時間である。ａ２は、加工用主軸台２１に工作物を保持してから行っていた研削準備工程に要する合計時間である。また、ｂ２は、プリセットステーション５０で研削準備工程を終えて、加工用主軸台２１に工作物を保持してから行う補助測定工程に要する合計時間である。ここで、プリセットステーション５０で行う研削準備工程は、ｂ１の研削加工と同時に行うため、当該研削準備工程に要する時間はサイクルタイムとしてはカウントされない。ａ３，ｂ３は、砥石台３６のＸ軸方向の早送りおよびトラバース送り、工作物着脱およびツルーイングなどに要する合計時間である。
【００８４】
まず、（Ａ）について、サイクルタイム（ａ１＋ａ２＋ａ３）は１６１秒であり、非加工時間（ａ２＋ａ３）は７７秒なので、トータルの加工時間のうち非加工時間の割合は、約４８％になる。つまり、加工用主軸台２１に工作物を保持してから研削準備工程を行うと、非加工時間が占める割合が大きくなってしまう。
【００８５】
これに対し、（Ｂ）について、サイクルタイム（ｂ１＋ｂ２＋ｂ３）は１１５秒であり、非加工時間（ｂ２＋ｂ３）は３１秒なので、トータルの加工時間のうち非加工時間の割合は、約２７％になる。つまり、研削準備工程をプリセットステーション５０で先行して行うことにより、新たに補助測定工程に要する時間（ｂ２）が追加されるが、非加工時間が占める割合を大幅に小さくできる。つまり、従来の研削盤である（Ａ）と比較して、トータルの加工時間の約２９％を短縮することができる。
【００８６】
＜その他＞
本実施形態においては、クランクシャフト７０ａ、７０ｂの偏心する工作部位であるクランクピン７３を研削加工するものとした。これに対して、本発明は、偏心しないジャーナル７２を研削加工する場合にも適用することができる。また、クランクピン７３が偏心しないように加工用主軸台２１に保持して研削加工する場合でもよい。さらに、円柱または円筒の軸状からなる円形の工作物を研削加工する場合にも適用することができる。このような研削加工においても同様に、プリセットステーション５０において加工部での研削加工に先行して工作物の端面位置の測定を行う。これにより、加工用主軸台２１での端面位置の測定に要する時間を省略できるので、トータルの加工時間を短縮することができる。よって、上述したような場合においても本発明により同様の効果を得られる。
【００８７】
また、第一加工用保持部および第二加工用保持部をそれぞれ主軸センタ２３および心押センタ２６とした。同様に、第一プリセット用保持部および第二プリセット保持部をそれぞれ疑似主軸センタ５２および疑似心押センタ５４とした。これに対して、第一加工用保持部および第二加工用保持部の少なくとも一方は、工作物の端部を把持するチャックであり、第一プリセット用保持部と第二プリセット保持部の少なくとも一方は、工作物の端部を把持するチャックとしてもよい。このような構成とすることで、プリセットステーション５０における工作物の端面位置の測定または位相の割出しの精度を向上できる。軸状からなる工作物の場合には、前加工または素材形状などに起因して、端部の形状や位置に個体差が生じていることがある。このような場合に、加工部でチャックにより工作物の端部を把持すると、工作物の個体間で回転軸方向にずれが生じる。そこで、プリセットステーション５０において、加工部と同様に工作物の端部をチャックにより把持することで、加工部で生じる固体間のずれを把握することができる。よって、このずれの量を考慮した測定や割出しが可能となり、精度を向上できる。
【００８８】
また、プリセットステーション５０は、研削盤１０の機内に配置されるものとしたが、機外に配置する構成としてもよい。プリセットステーション５０を配置するのに十分なスペースを確保できない、例えば、２つの砥石車を制御して研削加工するツインヘッドタイプの研削盤などに有用である。このような場合には、プリセットステーション５０を生産ラインにおける周辺装置とするとよい。つまり、プリセットステーション５０が保持する工作物の軸と、他の工作機械が保持する工作物の軸とが同一の鉛直平面上になるように配置する。これにより、工作物の搬送に簡易な構成からなるローダを用いることができる。ただし、搬送部の距離や搬送時間などの見地から、プリセットステーション５０は研削盤１０の機内に配置されることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】第一実施形態：研削盤システム１からプリセットステーション５０とローダ６０を省略した平面図である。
【図２】研削盤システム１からローダを省略した平面図である。
【図３】研削盤システム１の正面図である。
【図４】図３におけるＡ方向矢視図である。
【図５】クランクシャフト７０ｂの端面位置の測定を示す図である。
【図６】クランクシャフト７０ｂの位相の割出しを示す図である。
【図７】研削加工におけるサイクルタイムを示すグラフである。
【符号の説明】
【００９０】
１：研削盤システム
１０：研削盤、  １１：ベッド、  １２，１３：砥石台用ガイドレール
１４：工作物テーブル、  １５：砥石台用ボールねじ、  １６：砥石台用Ｚ軸モータ
１７：端面計測器、  １８：位相計測器
２０：主軸装置、  ２１：加工用主軸台、  ２２：主軸
２３：主軸センタ（第一加工用保持部）、  ２４：主軸回転用モータ
２５：加工用心押台、  ２６：心押センタ（第二加工用保持部）
３０：砥石支持装置、  ３１：砥石台トラバースベース
３２，３３：Ｘ軸ガイドレール、  ３４：Ｘ軸ボールねじ、  ３５：Ｘ軸モータ
３６：砥石台、  ３７：砥石車、  ３８：砥石回転用モータ
４０：制御装置（制御手段）
５０：プリセットステーション、  ５１：プリセット主軸台
５２：疑似主軸センタ（第一プリセット用保持部）、  ５３：プリセット心押台
５４：疑似心押センタ（第二プリセット用保持部）、  ５５：計測器
５６：計測器送り装置（第二駆動手段）
５７：位相割出しロッド（位相割出し手段）、  ５８：仮受台
６０：ローダ、  ６１：ローダビーム、  ６２：ローディングユニット
６３：ローダアーム、  ６４：ローダハンド
６５ａ，６５ｂ，６６ａ，６６ｂ：把持爪、  ６７：アクチュエータ
７０ａ，７０ｂ：クランクシャフト（工作物）、  ７１ａ，７１ｂ：クランク軸
７２：ジャーナル  ７３：クランクピン、  ７４：クランクウェブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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